平曲線+縱斷面設(shè)計

1、平面線形設(shè)計1. 路線設(shè)計1.1 道路等級和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的確定1.1.1 已知資料該地區(qū)的初始年交通組成如表1.1.1，交通量年平均增長率6.5%。表1.1.1初始年交通組成表交通組成（輛/日）解放CA10B554解放CA390827東風(fēng)EQ140792黃河JN150414黃河JN253266長征XD980138 日野ZM440163 日野KB222128太拖拉138161軸重小于25kN的車輛341011.1.11.1.2 交通量計算 由公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可知，確定公路等級要把各種汽車的交通量折合成小客車的交通量。各汽車代表車型與車輛折算系數(shù)見表1.1.2。表1.1.2各汽車代表車型與車輛折算系數(shù)

2、汽車代表車型車輛折減系數(shù)說明小客車1.019座的客車和載質(zhì)量2t的貨車中型車1.5>19座的客車和載質(zhì)量>2t的貨車大型車2.0載質(zhì)量>7t14t的貨車拖掛車3.0載質(zhì)量>14t的貨車于是初始年交通量：1.1.3 公路等級確定其初始年交通量已達(dá)9373輛/日，故根據(jù)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可知其道路等級可能不是二級及以下的公路。因此假設(shè)公路設(shè)計年限為20年，則設(shè)計交通量N：由設(shè)計交通量N=31011（輛/日），根據(jù)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，擬定該公路為四車道一級公路。1.1.4 公路主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的確定該一級公路路段作為湖南省重要干線公路，其交通量比較大，加之沿線地形比較平緩，地質(zhì)條件良

3、好，因此設(shè)計速度選用80Km/h，服務(wù)水平為二級。其主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)表見表1.1.4。表1.1.4主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)表指 標(biāo) 名 稱單 位技 術(shù) 指 標(biāo)公 路 等 級四 車 道 一 級 公 路設(shè) 計 速 度Km/h80行 車 道 寬 度m2×7.50路 基 寬 度m24.5平曲線半徑極 限 最 小m250一 般 最 小m400不設(shè)超高最小m2500豎曲線半徑凸型極限最小m3000一般最小m4500凹型極限最小m2000一般最小m3000停 車 視 距m110最 大 縱 坡%5最 短 坡 長m200 1.2 紙上選線1.2.1 選址原則 路線方案的選擇首先得考慮該方案能否在國家、省公路網(wǎng)中起到應(yīng)

4、有的作用，即是否能夠滿足國家的政治、經(jīng)濟(jì)和國防的要求和長遠(yuǎn)利益。對于一級公路，其主要功能是作為人煙稀少地區(qū)的干線公路，部分控制出入，提供城市與城市、城市與較大城鎮(zhèn)之間的直接交通服務(wù)，生成并吸引大部分遠(yuǎn)距離的出行。選線是在符合國家建設(shè)發(fā)展的需要下，結(jié)合自然條件選定合理路線，使筑路費(fèi)用與使用質(zhì)量得到正確的統(tǒng)一，達(dá)到行車迅速安全，經(jīng)濟(jì)舒適及構(gòu)造物穩(wěn)定耐久，易于養(yǎng)護(hù)的目的，選線人員必須認(rèn)真觀貫徹國家規(guī)定的方針政策，深入實(shí)際，綜合考慮路線、路基、路面、橋涵等，最后選出合適的路線。本路段的地形是以丘陵為主，絕對高度最大為165.4m，絕對高度最小為91.1m,屬于微丘地形，地質(zhì)條件良好。而本路段除了居民區(qū)

5、、農(nóng)田區(qū)地勢較為平緩之外，大部分的丘陵坡度較大。因此，在能夠保證一級公路技術(shù)指標(biāo)的前提下，應(yīng)盡量使工程數(shù)量最小、造價最低、運(yùn)營費(fèi)用省、效益好，并有益于施工和養(yǎng)護(hù)。在工程量增加不大時，應(yīng)盡量采用較高的技術(shù)指標(biāo)，不宜輕易采用低限指標(biāo)，也不應(yīng)該片面追求高指標(biāo)。選線應(yīng)同農(nóng)田基本建設(shè)相配合，做到少占田地，注意盡量不占高產(chǎn)田、經(jīng)濟(jì)作物田或經(jīng)濟(jì)園林等。選線是應(yīng)對工程地質(zhì)和水文地質(zhì)深入勘測，查清楚基礎(chǔ)對道路工程的影響程度。宣先應(yīng)重視環(huán)境保護(hù)，注意由于修路以及汽車運(yùn)行所產(chǎn)生的影響與污染等問題。選線是還要盡量避開池塘、水庫、高壓電設(shè)備等，與旅游景點(diǎn)保持適當(dāng)?shù)木嚯x等。1.2.2 路線方案擬定與比選根據(jù)以上的選線原則

6、，同時結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，詳細(xì)研究、綜合考慮，現(xiàn)提出以下兩個路線方案：方案A：該路線方案全長約1175.45m，該方案有兩個交點(diǎn)，且兩交點(diǎn)處的轉(zhuǎn)角反向，由于有無法避免的水庫，故需設(shè)置一座跨徑60m左右的中型橋梁。其充分利用沿線地形，與地形相適應(yīng)，基本上是順著低坡前行，盡量避免高挖深填。避開了居住密集地，需穿越高壓電設(shè)備和占用少量池塘。其兩個交點(diǎn)處的轉(zhuǎn)角均為17°，其設(shè)置的平曲線線形技術(shù)指標(biāo)比較好。方案B：該路線方案線形短捷順直，全長約1177.65m，僅有一個交點(diǎn)，需要一座跨徑75m左右的橋梁。其充分利用沿線地形，與地形相適應(yīng)，基本上是順著低坡前行，盡量避免高挖深填。避開了居住密集地

7、，需穿越高壓電設(shè)備占用少量池塘。其交點(diǎn)處的轉(zhuǎn)角為18°，可設(shè)置較大半徑的圓曲線，其設(shè)置的平曲線線形技術(shù)指標(biāo)比較好。大部分遠(yuǎn)距離的出行。選線是在符合國家建設(shè)發(fā)展的需要下，結(jié)合自然條件選定合理路線，使筑路費(fèi)用與使用質(zhì)量得到正確的統(tǒng)一，達(dá)到行車迅速安全，經(jīng)濟(jì)舒適及構(gòu)造物穩(wěn)定耐久，易于養(yǎng)護(hù)的目的，選線人員必須認(rèn)真觀貫徹國家規(guī)定的方針政策，深入實(shí)際，綜合考慮路線、路基、路面、橋涵等，最后選出合適的路線。本路段的地形是以丘陵為主，絕對高度最大為165.4m，絕對高度最小為91.1m,屬于微丘地形，地質(zhì)條件良好。而本路段除了居民區(qū)、農(nóng)田區(qū)地勢較為平緩之外，大部分的丘陵坡度較大。因此，在能夠保證一級

8、公路技術(shù)指標(biāo)的前提下，應(yīng)盡量使工程數(shù)量最小、造價最低、運(yùn)營費(fèi)用省、效益好，并有益于施工和養(yǎng)護(hù)。在工程量增加不大時，應(yīng)盡量采用較高的技術(shù)指標(biāo)，不宜輕易采用低限指標(biāo)，也不應(yīng)該片面追求高指標(biāo)。選線應(yīng)同農(nóng)田基本建設(shè)相配合，做到少占田地，注意盡量不占高產(chǎn)田、經(jīng)濟(jì)作物田或經(jīng)濟(jì)園林等。選線是應(yīng)對工程地質(zhì)和水文地質(zhì)深入勘測，查清楚基礎(chǔ)對道路工程的影響程度。宣先應(yīng)重視環(huán)境保護(hù)，注意由于修路以及汽車運(yùn)行所產(chǎn)生的影響與污染等問題。選線是還要盡量避開池塘、水庫、高壓電設(shè)備等，與旅游景點(diǎn)保持適當(dāng)?shù)木嚯x等。1.2.3 路線方案擬定與比選根據(jù)以上的選線原則，同時結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，詳細(xì)研究、綜合考慮，現(xiàn)提出以下兩個路線方案

9、：方案A：該路線方案全長約1175.45m，該方案有兩個交點(diǎn)，且兩交點(diǎn)處的轉(zhuǎn)角反向，由于有無法避免的水庫，故需設(shè)置一座跨徑60m左右的中型橋梁。其充分利用沿線地形，與地形相適應(yīng)，基本上是順著低坡前行，盡量避免高挖深填。避開了居住密集地，需穿越高壓電設(shè)備和占用少量池塘。其兩個交點(diǎn)處的轉(zhuǎn)角均為17°，其設(shè)置的平曲線線形技術(shù)指標(biāo)比較好。方案B：該路線方案線形短捷順直，全長約1177.65m，僅有一個交點(diǎn)，需要一座跨徑75m左右的橋梁。其充分利用沿線地形，與地形相適應(yīng)，基本上是順著低坡前行，盡量避免高挖深填。避開了居住密集地，需穿越高壓電設(shè)備占用少量池塘。其交點(diǎn)處的轉(zhuǎn)角為18°，可

10、設(shè)置較大半徑的圓曲線，其設(shè)置的平曲線線形技術(shù)指標(biāo)比較好。方案比較：（1） 技術(shù)方面：方案A有兩個交點(diǎn)，且兩交點(diǎn)處轉(zhuǎn)角相反，但轉(zhuǎn)角不是很大，需設(shè)置反向曲線，但方案B只有一個交點(diǎn)，且轉(zhuǎn)角與A相當(dāng)，曲線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)均較好，但平曲線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方案B更優(yōu)于方案A，其行車舒適性也更佳。（2） 經(jīng)濟(jì)方面：兩個方案的全長幾乎相等，均避開了居民區(qū)和農(nóng)田，且都充分利用沿線地形，與地形相適應(yīng)，盡量保持填挖平衡，但B方案所穿過的高壓線數(shù)量較多，且方案B所需橋梁跨度大于方案A。（3） 生態(tài)環(huán)境方面：方案A、B均未占用農(nóng)田，最大限度的維持了原有的生態(tài)平衡，但B處距離農(nóng)田較近，有利于農(nóng)業(yè)的發(fā)展。綜上所述，在技術(shù)指標(biāo)和生態(tài)環(huán)境方面

11、方案B優(yōu)于方案A，在經(jīng)濟(jì)方面，兩者線路的總長差不多，但方案A要優(yōu)于方案B。綜合考慮各個方面的因素，選擇方案B作為本設(shè)計推薦的最佳方案。1.3 平面定線設(shè)計平面線形應(yīng)與地形、地物和環(huán)境相適應(yīng)，保持線形的連續(xù)性和均衡性，并與縱斷面設(shè)計相協(xié)調(diào)。設(shè)計路線避開了所有的農(nóng)田和大部分和池塘，減少了生態(tài)環(huán)境的破壞，在交點(diǎn)處設(shè)置半徑大小合適的圓曲線，使之與附近的農(nóng)田和池塘保持適當(dāng)?shù)木嚯x，避免了該處附近農(nóng)田和池塘的占用。該路線由于轉(zhuǎn)角較小，故選用半徑1000m，圓曲線長150m的設(shè)計，符合規(guī)范要求。路線走向及交點(diǎn)如下圖所示。QD(A)JD(B)圖1.3.1路線走向及交點(diǎn)圖以下是平曲線設(shè)計的相關(guān)計算：（1） 交點(diǎn)間

12、距及方位角計算在地形圖上讀出起點(diǎn)、交點(diǎn)及終點(diǎn)的坐標(biāo)如下：QD(A): (476038.784,944329.640) JD(B): (475643.966,943969.346) ZD(C): (475333.754,943408.968) AB段： BC段： (2) 轉(zhuǎn)角計算(3) 路線方位角、轉(zhuǎn)角匯總路線方位角、轉(zhuǎn)角匯總?cè)绫?.3.1所示。表1.3.1路線方位角、轉(zhuǎn)角匯總交點(diǎn)編號方位角轉(zhuǎn)角QD(A)227°37' 04"JD(B)18°38' 59.8"208°58' 04.2"ZD(D)(4) 圓曲線計算

13、JD1轉(zhuǎn)角處：已知18°38' 59.8"，取圓曲線半徑，JD處圓曲線示意圖如圖1.3.2。以下為各字母符號所代表的含義。-路線轉(zhuǎn)角 L-曲線長（m） T-切線長（m）E-外距（m） J-校正數(shù)（m） R-曲線半徑（m）圖1.3.2 JD處圓曲線示意圖 各曲線要素計算如下： 樁號校核：QDKO+O.0000+ +534.503JDK0+534.503-T -183.271ZHKO+351.232+1/2L +1/2×364.127QZK0+533.296+1/2J +1/2×2.416JDK0+534.503校核無誤。表1.3.2直線、曲線及轉(zhuǎn)角

14、交點(diǎn)號交點(diǎn)坐標(biāo)交點(diǎn)樁號轉(zhuǎn)角值曲 線 要 素 值 （m）E(X)N(Y)半徑圓曲線長度緩和曲線長度315.3375切線長度曲線長度外距校正值123456789101112QD476038.7842944329.640K0+0.0018°3859.8(Z)750124.127120183.271364.12710.8542.416JD475643.9658943969.346K0+534.50ZD475333.7541943408.967K1+172.60曲 線 主 要 樁 點(diǎn)直線長度及方向備注第一緩和曲線起點(diǎn)第一緩和曲線終點(diǎn)或圓曲線起點(diǎn)曲線中點(diǎn)第二緩和曲線起點(diǎn)或圓曲線終點(diǎn)第二緩和曲線終

15、點(diǎn)直線段長（m）交點(diǎn)間距（m）計算方位角131415161718192021351.232534.503227°3704KO+351.232K0+471.232K0+533.295K0+595.395K0+715.395457.240640.512208°58'04.2縱斷面設(shè)計本一級公路路段處于微丘地區(qū)，縱坡應(yīng)均勻平緩。第一個直線段采用-2%的縱坡，第二個直線路段采用3.12%的縱坡。在平縱組合上做到了“平包縱”，豎曲線的半徑大于規(guī)范所規(guī)定的最小半徑值。豎曲線要素示意圖如下圖3.1所示。圖3.1 豎曲線要素示意圖圖中字母所代表的含義為：L-豎曲線長度，m；-坡差，

16、%；R-豎曲線半徑，m；E-豎曲線外距，m；T-豎曲線切線長，m。準(zhǔn)備工作按比例標(biāo)注20m樁、在地形圖上讀出地面標(biāo)高、繪制地面線、繪制平曲線示意圖等內(nèi)容見縱斷面設(shè)計圖。土質(zhì)情況：050cm為松土，50100cm為軟土，100300cm為硬土，300cm以上為軟石?？刂泣c(diǎn)在樁K0+380m與樁K0+440m間有河流，擬建造一座60米跨徑的簡直梁橋，橋道高出河灘11.3m。同時有原有公路從該兩樁號間通過，可以建造匝道連接橋涵與原有公路，實(shí)現(xiàn)集散功能，故不再設(shè)置交叉口。起點(diǎn)高程110m，無越嶺埡口。試坡及核對按照標(biāo)準(zhǔn)，最大縱坡為6%，最小縱坡0.3%，最小坡長150m，最大坡長見表1.4.1：表1.

17、4.1 不同縱坡最大坡長縱坡坡度最大坡長(m)3%12004%10005%8006%600經(jīng)核對均符合。設(shè)置豎曲線根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，豎曲線各項(xiàng)指標(biāo)要求見表1.4.3：表1.4.3 豎曲線各項(xiàng)指標(biāo)要求凸形豎曲線半徑(m)一般值2000極限值1400凹形豎曲線半徑(m)一般值1500極限值1000豎曲線最小長度(m)50以下為豎曲線的相關(guān)計算：已知：變坡點(diǎn)樁號K0+540.00，高程為122.51m，。擬定豎曲線半徑R=6000m，則：，為凹形豎曲線豎曲線長：切線長：豎曲線變坡點(diǎn)縱距：豎曲線起點(diǎn)樁號：K0540.00140.10=K0+399.90豎曲線終點(diǎn)樁號：K0540.00+140.10=K0+68

18、0.10豎曲線起點(diǎn)高程：122.51+140.10×0.015395=124.67m豎曲線終點(diǎn)高程：122.51+140.10×0.031277=126.89m豎曲線內(nèi)樁號的高程計算公式為：其中：為曲線上任意點(diǎn)到曲線起點(diǎn)的水平距離。該處各中樁號設(shè)計高程如下表4.1。表4.1 K0+540處豎曲線設(shè)計高程樁號地面高程Xi切線高程設(shè)計高程填挖高度K0+400114.00 0.00 124.67 124.67 10.67 K0+420114.00 20.00 124.36 124.39 10.39 K0+440114.29 40.00 124.05 124.18 9.89 K0+

19、460122.76 60.00 123.74 124.04 1.29 K0+480130.12 80.00 123.43 123.97 -6.16 K0+500136.00 100.00 123.13 123.96 -12.04 K0+520136.29 120.00 122.82 124.02 -12.27 K0+540136.31 140.00 122.51 124.14 -12.17 K0+560135.18 160.00 123.14 124.34 -10.84 K0+580130.82 180.00 123.76 124.60 -6.22 K0+600122.82 200.00 12

20、4.39 124.92 2.10 K0+620117.35 220.00 125.01 125.31 7.97 K0+640122.95 240.00 125.64 125.77 2.82 K0+660134.10 260.00 126.26 126.30 -7.80 K0+680137.35 280.00 126.89 126.89 -10.46 （2）曲線樁號設(shè)計高程根據(jù)上述計算結(jié)果，得出全線樁號設(shè)計高程匯總?cè)缦卤?.2。表4.2 全線中樁號設(shè)計高程樁號地面高程設(shè)計高程填挖高度樁號地面高程設(shè)計高程填挖高度K0+000135.22 130.82 -4.40 K0+600122.82 124.

21、92 2.10 K0+020139.67 130.52 -9.15 K0+620117.35 125.31 7.97 K0+040142.00 130.21 -11.79 K0+640122.95 125.77 2.82 K0+060140.11 129.90 -10.21 K0+660134.10 126.30 -7.80 K0+080132.37 129.59 -2.78 K0+680137.35 126.89 -10.46 K0+100128.33 129.28 0.95 K0+700133.25 126.51 -6.74 K0+120123.45 128.98 5.52 K0+7201

22、22.96 128.14 5.18 K0+140117.83 128.67 10.83 K0+740120.93 127.51 6.58 K0+160116.00 128.36 12.36 K0+760121.18 129.39 8.21 K0+180118.52 128.05 9.53 K0+780128.69 128.51 -0.18 K0+200123.55 127.74 4.19 K0+800133.09 130.64 -2.45 K0+220125.71 127.44 1.72 K0+820136.43 129.51 -6.92 K0+240121.63 127.13 5.50 K0+840137.30 131.89 -5.40 K0+260130.92 126.82 -4.10 K0+860137.83 130.51 -7.32 K0+280137.19 126.51 -10.68 K0+880138.23 133.14 -5.09 K0+300138.10 126.20 -11.89 K0+900140.1